OVEN PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC und SCADA, oder wie viel Kamillentee man braucht. Teil 2

Guten Tag, Freunde. Teil zwei der Übersicht folgt der ersten, und heute schreibe ich eine Übersicht über die in der Überschrift angegebene Systemebene.

Zur Gruppe der obersten Werkzeuge gehören alle Software- und Hardwarelösungen, die über dem PLC-Netzwerk stehen (IDE für PLC, HMI, Tools für Frequenzumrichter, Module usw. sind hier nicht enthalten).

Die Struktur des Systems aus dem ersten Teil werde ich erneut anfügen, um das Verständnis zu erleichtern.

Also, zur obersten Ebene gehören:

• PC-Gateway, das den Verkehr zwischen zwei Netzwerken (PLC-Netzwerk und Unternehmens-LAN) routet
• OPC-Server – Software, die Daten aus dem Modbus TCP-Netzwerk sammelt und interpretiert, um sie in SCADA und Datenbanken zu verarbeiten
• SCADA – Ein Software-Komplex, der Server und Clients umfasst. Unsere grafische Benutzeroberfläche zur Überwachung und Steuerung von Prozessen
• DBMS – Software, die es uns ermöglicht, die in SCADA eintreffenden Daten zu archivieren und, falls notwendig, sie zur Anzeige von Grafiken, Protokollen und zur Erstellung von Berichten abzurufen

Ich werde das Unternehmensnetzwerk (KN) nicht berühren, da es in den Händen unseres Systemadministrators liegt, aber ich werde beschreiben, wie ich mit ihm interagiert habe und welche Aufgaben ich gestellt habe, wenn ich die Implementierung des Systems beschreibe, und nicht nur eine Übersicht.

Lass uns anfangen

Zuerst werden wir die physische Hardware umsetzen, die bei uns funktionieren wird. Hardwareseitig benötigt der Computer, um in zwei Netzwerken zu arbeiten, zwei Netzwerkadapter. Der erste war mein On-Board-Adapter (für die Arbeit im KN), und den zweiten (für die Arbeit im Modbus-TCP) habe ich in den PCI-E-Port gesteckt und mit einem Patchkabel an den Router angeschlossen (einfach um die Kabel nicht von den Schränken mit den SPS bis zu den PCs über das Büro zu verteilen. Natürlich setzen wir auch einen Router von der SPS-Seite ein.). unterschiedliche сетях компьютеру требуется два, собственно, сетевых адаптера. Первым у меня выступил on-motherboard адаптер(для работы в КС), а второй(для работы в Modbus-TCP) я вставил в PCI-E порт и от него вывел патчкорд на роутер(просто чтобы не раскидывать провода от шкафов с ПЛК до ПК по бюро. Со стороны ПЛК, разумеется, тоже ставим роутер.).

Tatsächlich reicht das aus, damit der Computer in jedem der Netzwerke funktioniert, aber standardmäßig werden sich die Netzwerke nicht gegenseitig sehen, es müssen noch einige Knöpfe gedrückt werden.

Wichtige Aspekte der Netzwerkeinrichtungs-Konfiguration:

1. Die Verbindung im KS sollte nicht durch den Erhalt einer Adresse von einem DHCP-Server hergestellt werden, die Adaptereinstellungen müssen manuell eingegeben werden (die Adresse darf nicht im Bereich der DHCP-Adressen liegen), wobei das Gateway zwingend angegeben werden muss. Dies ist später sehr wichtig für die Organisation des Remote-Zugriffs.
2. Es ist nicht notwendig, einen Netzwerkbrücke zwischen den Adaptern herzustellen, da die gesamte Routing-Funktionalität durch den entsprechenden Windows-Dienst bereitgestellt wird.
3. Wenn Sie von jedem Computer im KS Zugriff auf das PLC-Netzwerk haben möchten, muss das Routing für den Haupt-Gateway des Netzwerks konfiguriert werden.
4. Für die Organisation des Remote-Zugriffs empfehle ich die Verwendung nicht standardmäßiger freier Ports, um potenzielle Hacker sofort auszuschließen.
5. Es ist keine zusätzliche Software erforderlich, alles wird mit den Standardmitteln von Windows durchgeführt.

Software

Es wurden Produkte ausgewählt, die bestimmten Kriterien entsprechen:

• Einheimischer Hersteller – während ich über alle verfügbaren Kanäle auf englischsprachigen Support zugreifen kann, können das nicht alle meine Kollegen. Der Systemservice sollte für alle zugänglich sein, damit ich zumindest im Urlaub nicht gestört werde.
  Außerdem möchte ich darauf hinweisen, dass die Kosten für einheimische Software näher an unserer Realität liegen und für Kunden akzeptabel sind.
• Relativ neu, aber dennoch etwas erprobt, einfach weil man mit der Zeit Schritt halten möchte.
• Eine angenehme, ästhetische Benutzeroberfläche – etwas, womit nicht jede SCADA aufwarten kann. Leider wird das Design in den Automatisierungslösungen noch lange dauern, während die Verbraucherqualität des Endprodukts auf einem hohen Niveau sein sollte.
• Einfache Integration von OPC, SCADA und DBMS (ohne Umstände, mit minimalen Tastendrücken), damit man einen einfachen Techniker für die Automatisierungssysteme nach Kamtschatka senden kann (im wahrsten Sinne des Wortes, wir haben dort Werke von Kunden) und nicht einen Systemarchitekten.

OPC-Server

Während meiner Einführung in MasterSCADA 4D habe ich, während der PLC getestet wurde, aktiv die Website des Herstellers besucht und festgestellt, dass sie eigene OPC-Server für nahezu jedes Datenübertragungsprotokoll anbieten. Für das Modbus-Protokoll gibt es ein separates Master OPC Universal Modbus Server, d.h. er kann nur in Modbus kommunizieren.

Unten ist ein Screenshot der Schnittstelle: recht schlicht, meiner Meinung nach, nichts Überflüssiges, aber vielleicht könnte einem erfahrenen Benutzer etwas fehlen.

Das Limit der kostenlosen Version sind 32 Tags, aber ich habe boolesche Variablen in Register gesteckt und dies als ein LONG INT-Tag gesendet, und in SCADA habe ich es dann in Bits „aufgeschlüsselt“, eine kleine Trickserei, ich hoffe, sie holen mich nicht ein. Übrigens, nicht alle SCADAs können auf einzelne Bits eines Wortes zugreifen, also ist dieses Rezept nicht universell.

Das Empfangen des ersten REAL-Typs Tags nach der Installation von OPC dauerte bei mir etwa eine Minute, daher habe ich nicht weiter gesucht; ich war mit der Einfachheit zufrieden. Es ist jedoch fair zu bemerken, dass diese Software sogar die Ausführung von benutzerdefinierten Skripten zum Empfang von Daten vorsieht, was die Funktionalität in geschickten Händen erheblich erweitern kann.

SCADA-System

In dieser Frage beziehe ich mich nicht nur auf die Schaffung einer ansprechenden und funktionalen Benutzerumgebung, sondern auch auf die Benutzerfreundlichkeit für Entwickler. Ein Programmierer, der mindestens 15 Minuten pro Stunde Dokumentation durchsucht, verliert täglich bis zu 2 Stunden (rein rechnerisch), das sind 25 % des Arbeitstags. Ich möchte betonen, dass ich meine Wahl nicht für absolut objektiv halte; darüber lässt sich bekanntlich streiten.

Der heimische Markt für SCADA-Systeme bietet uns:

• Simple SCADA
• SimpLight
• MasterSCADA 4D
• ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ
• КАСКАД

Ich gebe zu, dass ich danach nicht weiter gesucht habe; möglicherweise gibt es noch mehr. Da ich eine Wahl getroffen habe, war die Operation erfolgreich. Lassen Sie uns diese Systeme betrachten und dabei die oben genannten Kriterien im Gedächtnis behalten:

1. КАСКАД — sofort die niedrigste Bewertung für die Visualisierung erhalten; ich habe nicht einmal das Distribution-Paket heruntergeladen. Die aus Win95 stammenden Steuerelemente haben für mich einen klaren Schlussstrich unter diesem Software gelegt.
   Ohne Bewertung
2. ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ — ich habe es auch nicht heruntergeladen, aber die Gründe liegen nicht nur in der Benutzeroberfläche, die meiner Meinung nach ebenfalls verbesserungswürdig ist. Erstens weckt die OVEN-Produktreihe nach einem halben Monat Testen und Debuggen des PLC mit Modulen bei mir berechtigte Bedenken hinsichtlich Zuverlässigkeit und Flexibilität. Und zweitens ist dieses SCADA-System in erster Linie als Monitoring- und Verwaltungssystem in Energienetzen positioniert. Es passt nicht ganz zu meinen Anforderungen in der Lebensmittelindustrie (auch wenn es alles kann, haben die Marketingexperten dennoch die Zielgruppe eingegrenzt). Daher nicht geeignet.
   Ohne Bewertung
3. MasterSCADA 4D — auf den ersten Blick ist das die offensichtlichste und einfachste Option. Hier die Erklärung:
   • Es erfordert keine separate Installation eines OPC-Servers bei der Arbeit mit OVEN-PLCs, die Treiber sind bereits integriert.
   • Insgesamt eine recht angenehme und ansprechende Benutzeroberfläche, die Steuerelemente ebenfalls eine solide 4/5.
   • Eine benutzerfreundliche Entwicklungsumgebung.

   Alles scheint großartig und gut zu sein, ich habe dieses System ohne Alternativen betrachtet, als ich den Controller in die Hand nahm. ABER:

   An einem schönen Tag habe ich ein Projekt im RunTime-Modus (Simulation) gestartet und hatte vier leere Fenster offen. Ich reibe mir die Augen, schließe sie, überprüfe den Projektmanager, starte neu – alles bleibt gleich. Dann eine Reihe von Standard-Manipulationen wie die Analyse der vorgenommenen Änderungen, PC-Neustarts und so weiter, die jedoch keine Ergebnisse bringen. Fazit: Ich entferne das Installationspaket für bessere Zeiten, ich habe keine Lust, mich damit auseinanderzusetzen, es ist unzuverlässig.

   Bewertung: 3,5/5 Gute Verpackung, die Füllung ist nicht so toll

4. Simplight Ich gebe zu, mich hat das Verhältnis von Funktionalität zu Kosten aus dem technischen Bulletin auf der Herstellerwebsite fasziniert. Dort gibt es sowohl Web-Server als auch SMS, E-Mail und viele Clients sowie viele anschließbare OPC, all dies kostet zum Zeitpunkt des Schreibens etwa 5000 Rubel – ein Schnäppchen. Und wenn Sie Entwickler sind und eine separate Anfrage über das Online-Formular auf der Website stellen, wird Ihnen eine Version des Installationspakets für 200 Tags ohne Einschränkungen zugesendet, was ich persönlich sehr cool finde. Das ist definitiv ein Plus.

   Und jetzt die Minuspunkte:

   Haupt: IDE — das sind mehrere eigenständige Tools mit eingeschränkter Funktionalität, sodass Sie bei der Arbeit an einem Projekt 3-4 Fenster sowie Hilfe und Dokumentation geöffnet halten müssen, was selbst auf einem Multi-Monitor-System nicht bequem ist.

   • Das Erscheinungsbild ist unterdurchschnittlich, als ob es in Paint gezeichnet wurde.
   • Die Hilfe ist sehr spärlich.
   • Die Funktionalität ist stark eingeschränkt, was sich besonders bei der Konfiguration von Trends und Grafiken zeigt.
   • Der Skripteditor ist pixelig, was unangenehm für die Augen ist.
   • Die Einrichtung der Software-Tags ist äußerst unangenehm.
   • Wenn Sie ein Projekt einfach auf einem USB-Stick zur Bearbeitung an einem anderen PC bringen möchten, ist das ziemlich kompliziert. Die Projektdateistruktur ist unklar.
   • Verkaufsspezialisten dringen stark in Ihr Leben ein, was lästig ist.

   Im Bild: Skripteditor Simplight.

   
   
   Bewertung: 3.0/5 Die Technik ist gut, aber die Verpackung ist völlig fehlend.

5. Simple SCADA — das ist meine Wahl, ich bin hier wahrscheinlich nicht objektiv, aber dennoch. Der Hersteller bietet zwei Arten von DEMO an: Eine mit einer Einschränkung von 64 externen Tags und leicht reduziertem Funktionsumfang oder eine voll funktionsfähige Version mit einer Laufzeitbeschränkung von 1 Stunde (nach der der SCADA-Server neu gestartet werden muss). Der Preis für die einfachste Version beginnt bei 6900 R.

   
   
   Vorteile:

   • Sehr schön, sowohl die IDE als auch die Steuerelemente
   • Umfangreiche Dokumentation, alles von A bis Z erklärt
   • Einfache Integration mit dem OPC-Server
   • Sehr benutzerfreundliche Oberfläche, sogar intuitiv verständlich
   • Einfache Integration mit der Datenbank
   • Für den Start des Remote-Clients nicht erforderlich Projektvorhandensein
   • Ausgezeichneter Berichtsgenerator
   • Für alle Objekte gibt es Ereignisse wie OnClick, OnMouseEnter usw. Insgesamt ähnelt die IDE einem vereinfachten Editor von Delphi Embarcadero, und der Skripteditor verfügt über eine Autovervollständigung

   Nachteile:

   • Es gibt nicht so viele Steuerelemente, die verwendet werden können (es besteht die Möglichkeit, benutzerdefinierte zu erstellen)
   • Da SCADA praktisch Plug and Play ist, denke ich, dass es Einschränkungen im Funktionsumfang gibt, aber ich habe keine getroffen.
   • Trends mit einem vollständigen Kontrollpanel (Skalierung, Pause, Scrollen) werden nur in einem separaten Fenster angezeigt.
   • Für die voll funktionsfähige Lizenz muss man gut bezahlen (ab 38.000 ₽ und mehr).

   Bewertung: 4,5/5 Inhalt - gut, Verpackung - gut.

Datenbank

Hier war die Auswahl viel einfacher. Simple SCADA bietet zwei Produkte zur Nutzung an: MS SQL Server und MySQL. Letzteres war mir vertrauter, da ich bereits zuvor damit gearbeitet habe, also habe ich mich dafür entschieden.

Ich möchte hervorheben, dass die gesamte Konfiguration der Archivierung auf der Installation des Pakets von Oracle und seiner einfachen Einrichtung basiert, gefolgt von einer Ein-Klick-Verbindung in SCADA.

Danach wählen wir im Tag-Manager aus, was archiviert werden soll und was nicht, und genießen es.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

Es folgt eine Reihe von Artikeln mit einer schrittweisen Beschreibung der Probleme, auf die ich gestoßen bin, und als Ergebnis die Erstellung eines Step-by-Step-Systems.

Quelle: habr.com